作为PC的核心，无论是在速度上还是处理性能上，CPU中央处理器发展至今早已今非昔比，而曾经做为处理器性能提升衡量标准的摩尔定律目前也受到了前所未有的挑战。
根据摩尔定律，当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。不过越来越多证据却在显示，当我们越来越逼近目前处理器制造技术的极限，摩尔定律似乎也受到了威胁，而目前随着人工智能的迅速发展，更快更小的CPU芯片也急需市场所求。因此，斯坦福大学和麻省理工学院的研发人员开启了3D芯片技术的研发。
从目前发展的趋势上分析，AI人工智能也不再集中于承担大数据中心的处理任务，而是更多的倾向于独立化发展，例如自动驾驶汽车和定制化药品就是这种CPU功能分散性发展的两个典型应用，目前几乎所有的计算机的各种芯片都是通过电路连接到主板上，然而即使是在电流速度下，由于CPU之间以及CPU和内存之间的距离，计算机的交流通讯和运算能力都受到了很大程度的限制，因此研发人员们希望能够找到一种解决方案让各种计算机组件能够打包成一个单芯片，从而大大提高芯片的性能。
通过构造同时包含CPU和内存的单芯片组，减少由电路设计造成的通讯延迟和速度损耗，新的3D芯片技术就可以提供完美的解决方案，不过考虑到温度问题，要打造这些芯片组，研发人员表示不能继续用传统的硅来构造，而是用石墨烯制成的碳纳米管来堆叠整合集成电路，麻省理工学院计算机科学和工程学助理教授Max Shulaker对此作出了详细解释：“建造传统的硅晶体管需要涉及到超过1000摄氏度的温度，如果将第二层硅电路安装到顶部，那么高温就会极大的损害到底层的硅电路，这也直接导致了目前计算机的芯片及电路应用仍然停留在2D阶段，但碳纳米管可以搭建在低于200摄氏度的温度甚至以下，并不会因为堆叠对下层的电路造成损害，因此为3D芯片技术的实现提供了可能。”
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行业分析师表示，除了CPU和内存可以堆叠在单3D芯片中，利用其它技术，像传感器这样的设备其实也能够被堆叠组合进去从而直接打造一个超强大的单体芯片，虽然在细节实施上目前还会遇到一些技术上的挑战，但是这样做的结果必定会带来计算机史上革命性的转变，不仅会给摩尔定律赋予新生命，还能让未来的AI人工智能向更微型化方向发展。
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